1、1 概述1.1 橋式起重機的發(fā)展概述我國起重機最早是通過學(xué)習(xí)和仿造前蘇聯(lián)的技術(shù)制造出來的，因此，我國起重機到現(xiàn)在還殘留著前蘇聯(lián)起重機原型的影子。受到我國國內(nèi)條件以及傳統(tǒng)冶金工藝的制約，國內(nèi)起重機制造業(yè)在改革開放前幾乎沒有發(fā)展，還是50年代前蘇聯(lián)的水平。改革開放后，國內(nèi)起重機生產(chǎn)廠家開始對起重機進行各種摸索和改進，來適應(yīng)日益強大的生產(chǎn)需求，其中既有成功的例子，也有失敗的教訓(xùn)。20世紀90年代以來，以我國起重機龍頭企業(yè)太原重型機械廠和大連起重機廠為首，一些廠家開始與國外同行接觸，進行技術(shù)合作，把經(jīng)過實踐檢驗成熟可靠的技術(shù)應(yīng)用于新的產(chǎn)品中，為我國鑄造起重機行業(yè)揭開了新的篇章。為了在國際起重機行業(yè)占有

2、一席之地，我們還必須在引進吸收先進技術(shù)的同時，舉一反三，積極探索鑄造起重機的發(fā)展方向，以形成自己的特色和優(yōu)勢。起重機是指能在一定范圍內(nèi)垂直起升和水平移動物品的機械，具有動作間歇性和作業(yè)循環(huán)性，多用于人力不能完成的任務(wù)。橋式起重機：橫架于車間、倉庫和料場上空進行物料吊運的起重設(shè)備。由于它的兩端坐落在高大的水泥柱或者金屬支架上，形狀似橋，所以又稱“天車”或者“行車”。橋式起重機的橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運行，起重小車沿鋪設(shè)在橋架上的軌道橫向運行，構(gòu)成一矩形的工作范圍，就可以充分利用橋架下面的空間吊運物料，不受地面設(shè)備的阻礙。它是使用范圍最廣、數(shù)量最多的一種起重機械。所以橋式起重機在室內(nèi)外工

3、礦企業(yè)、鋼鐵化工、鐵路交通、港口碼頭以及物流周轉(zhuǎn)等部門和場所均得到廣泛的運用。1.2 橋式起重機的發(fā)展方向概述隨著工業(yè)的發(fā)展，橋式起重機日常趨向高速化大型化智能化方向發(fā)展。高速化：大型橋式起重機主起升機構(gòu)的起升速度已達12mmin，付起升速度15mmin，主副小車運行速度均在40mmin，大車運行80mmin以上。 大型化：由于石油、化工、冶煉造船以及電站等的工程規(guī)模越來越大，所以吊車起吊物品的重量也越大。如海上采油平臺的超大結(jié)構(gòu)件重大3000T。英國亞當森公司生產(chǎn)的世界上最大的鑄造起重機起重量已達550t，目前國內(nèi)最大的太原重工股份公司生產(chǎn)的450t起重機。智能化：整機電控配置先進，已發(fā)展到

4、全部機構(gòu)變頻調(diào)速，檢測手段先進，運行自動監(jiān)控、自動跟蹤、檢測智能化，給維護檢修提供了便捷。在起重機械上應(yīng)用計算機技術(shù)，可以提高作業(yè)性能，增加安全性，以至實現(xiàn)無人自動操作。因此對于大型化的鑄造起重機，主起升機構(gòu)安全可靠性的設(shè)計就顯得更尤為重要。否則一旦發(fā)生事故后果是十分嚴重的。1.3 橋式起重機的特點概述橋式起重機是橋架型起重機的一種，它依靠起升機構(gòu)和在水平面內(nèi)的兩個相互垂直方向移動的運行機構(gòu)，能在矩形場地及其上空作業(yè)，是工礦企業(yè)廣泛使用的一種起重運輸機械。它具有承載能力大，工作可靠性高，制造工藝相對簡單等優(yōu)點。橋式起重機一般有大車運行機構(gòu)的橋架、裝有起升機構(gòu)和小車運行機構(gòu)的起重小車、電氣設(shè)備、

5、司機室等幾大部分組成。外形像一個兩端支承在平行的兩條架空軌道上平移運行的單跨平板橋。起升機構(gòu)用來垂直升降物品，起重小車用來帶著載荷作橫向移動，以達到在跨度內(nèi)和規(guī)定高度內(nèi)組成的三維空間里做搬運和裝卸貨物用。橋式起重機是使用最廣泛、擁有量最大的一種軌道運行式起重機，其額定起重量從幾噸到幾百噸。最基本的形式是通用吊鉤橋式起重機，其他形式的橋式起重機都是在通用吊鉤橋式起重機的基礎(chǔ)上派生發(fā)展出來的。2 橋式起重機的介紹2.1 橋式起重機的分類可以分為三大類:1)通用橋式起重機 2)專用橋式起重機3)電動葫蘆型橋式起重機：1)通用橋式起重機通用橋式起重機是指在一般環(huán)境中工作的普通用途的橋式起重機(見標準G

6、B/T14405-93)以下類型的起重機都屬于通用橋式起重機：通用吊鉤橋式起重機 抓斗橋式起重機 電磁橋式起重機兩用橋式起重機 三用橋式起重機 雙小車橋式起重機 2）專用橋式起重機冶金橋式起重機 防爆吊鉤橋式起重機 絕緣吊鉤橋式起重機 3）電動葫蘆型橋式起重機其特點是橋式起重機的起重小車用自行式電動葫蘆代替，或者用固定式電動葫蘆作起重小車的起升機構(gòu)，小車運行、大車運行等機構(gòu)的傳動裝置也盡量與電動葫蘆部件通用化。因此,在中小起重量范圍的一般使用場合使用越來越廣泛，甚至有替代某些通用橋式起重機的趨勢。 電動梁式起重機 電動葫蘆橋式起重機 2.2 橋式起重機運行機構(gòu)設(shè)計的目的、內(nèi)容和要求1）設(shè)計的目

7、的其目的在于通過橋式起重機設(shè)計，使我們在擬訂傳動結(jié)構(gòu)方案、結(jié)構(gòu)設(shè)計和裝配、制造工藝以及零件設(shè)計計算、機械制圖和編寫技術(shù)文件等方面得到綜合訓(xùn)練；并對已經(jīng)學(xué)過的基本知識、基本理論和基本技能進行綜合運用。從而培養(yǎng)具有結(jié)構(gòu)分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計的初步能力；使學(xué)生樹立正確的設(shè)計思想、理論聯(lián)系實際和實事求是的工作作風(fēng)，作為畢業(yè)設(shè)計的選題不僅可以檢驗自己的機械專業(yè)能力還可以考察創(chuàng)新創(chuàng)造能力。為以后對起重機的設(shè)計與研發(fā)做了很好的鋪墊。2） 設(shè)計的內(nèi)容主起升構(gòu)的計算：確定機構(gòu)的起升傳動方案、鋼絲繩的選擇、滑輪和卷筒的計算、根據(jù)靜功率初選電動機、減速器的選擇、制動器的選擇、起動時間與起動平均加速度的驗算、電動機的發(fā)熱驗算

8、、聯(lián)軸器的選擇等；副起升機構(gòu)的計算：確定機構(gòu)的起升傳動方案、鋼絲繩的選擇、滑輪和卷筒的計算、根據(jù)靜功率初選電動機、減速器的選擇、制動器的選擇、起動時間與起動平均加速度的驗算、電動機的發(fā)熱驗算、聯(lián)軸器的選擇等；小車的運行機構(gòu)計算：確定機構(gòu)的布置簡圖、輪壓的計算、電動機的選擇、制動器的選擇、減速器強度驗算、聯(lián)軸器的計算、車輪計算、車輪軸的計算等；大車的運行機構(gòu)計算：確定機構(gòu)的布置簡圖、輪壓的計算、電動機的選擇、制動器的選擇、減速器強度驗算、聯(lián)軸器的計算、車輪計算、車輪軸的計算；3） 設(shè)計的要求a) 完成整個起重機大車機構(gòu)及橋架的設(shè)計計算，合理選擇大車機構(gòu)；大車運行機構(gòu)的主要元件；合理設(shè)計橋架截面尺

9、寸b) 繪出起重機裝配圖、大車裝配圖、橋架結(jié)構(gòu)圖、大車車輪零件圖；c) 設(shè)計計算說明書50頁左右。2.3 主要技術(shù)參數(shù)起升高度：8m起升速度：2.616m/min小車速度：30m/min大車速度：40m/min工作級別：5級JC值：25跨度：34m3 主起升機構(gòu)的計算3.1 主要參數(shù)與機構(gòu)的布置簡圖：已知：起重量：Q=25t工作類型：中級（JC%=25）最大起升高度：12m起升速度：2.616m/min機構(gòu)布置簡圖如圖1所示1.電動機 2.聯(lián)軸器 3.傳動軸 4.制動器 5.減速器 6.卷筒 7.軸承 8.平衡滑輪 9.鋼絲繩 10.滑輪組 11.吊鉤圖1 主起升機構(gòu)傳動簡圖3.2 鋼絲繩的選

10、擇:根據(jù)起重機的額定起重量,選擇雙聯(lián)起升機構(gòu)滑輪組分倍率為4,鋼絲繩纏繞方式如圖2所示: 圖2 主起升鋼絲繩纏繞簡圖1） 鋼絲繩所受的最大靜拉力:式中 Q 額定起重量,Q=25000kg G鉤吊鉤組重量,G鉤=500kg (吊鉤掛架的重量一般約占額定起重量的2%4%,這里取勾鉤掛架重量為500kg) M 滑輪組倍率,m=4 組滑輪組倍率, 組=0.98Smax=25000+500240.98=3252.55N2） 鋼絲繩的選擇:所選擇鋼絲繩的破斷拉力滿足:而S繩=aS絲, n繩鋼絲繩的安全糸數(shù),對于高級n繩=6由上式可得:S繩=19.51kN根據(jù)S絲查鋼絲繩產(chǎn)品目錄(附錄12)可選用:鋼絲繩6

11、37(B)類， S絲=27.70kN因為S絲19.51kN所以滿足要求,鋼絲繩直徑為d繩=8mm3.3 滑輪和卷筒的計算1） 滑輪和卷筒最小直徑的確定:確保鋼絲繩具有一定的使用壽命,滑輪和卷筒直徑(自繩槽底部起的直徑)應(yīng)滿足： D(e-1) d繩式中e糸數(shù),對中級工作類型的橋式起重機,取e=25所以, D(25-1)17=408mm 取卷筒和滑輪直徑為D=500mm2） 卷筒長度和厚度的計算:(如圖3所示)圖3 雙聯(lián)卷筒尺寸圖L雙=2(L0+L1+L2)+L光L0=(Hmax/D0+n)t式中Hmax最大起升高度, Hmax=12mn鋼絲繩安全圈數(shù),使鋼絲繩尾受減小便于固定,通常n=1.53圈

12、;取n=2t 繩槽節(jié)距,t=d繩+(24)=1921,取 t=20mmD0卷筒的計算直徑(按纏繞鋼絲繩的中心計算)D0=D+d繩=500+17=517mmL光卷筒左右繩槽之間不刻槽部分長度,根據(jù)鋼繩允許偏角確定L光=L3-2Hmintga2其中L3 吊鉤組兩側(cè)滑輪繩槽中心線之間的距離，L3=415mmHmin當?shù)蹉^滑輪組位于上部極限位置時,卷筒軸和滑輪軸之間距離,Hmin=1300mma2卷筒繞出的鋼絲繩分支相對于鉛垂線的允許偏斜角a256度,取tga2=tg6=0.1 L光415213000.1=155mm L0 卷筒半邊的繩槽部分的長度：(取3.14) L0=(80004/3.145172

13、)20=434mm卷筒長度L雙=2(434+620)+155=1263mm取L雙=1300mm,卷筒材料采用HT200,其壁厚可按經(jīng)驗公式確定=0.02D+(610)=0.02500+8=18 取=22mm卷筒壁壓應(yīng)力驗算: ymax=Smax0.021=73.92MPa由選用HT200,最小抗拉強度b=195MPa；許用應(yīng)力y=b/n=97.5MPa；ymax8334kg，所以滿足要求,鋼絲繩直徑為d繩=12.5m4.3 滑輪和卷筒的計算1）滑輪和卷筒最小直徑的確定:為了確保鋼絲繩具有一定的使用壽命,滑輪和卷筒直徑(自繩槽底部起的直徑)應(yīng)滿足: D(e-1) d繩式中e糸數(shù),對中級工作類型的

14、橋式起重機,取e=25所以, D(25-1)12.5=300mm，查標準規(guī)格選用滑輪的直徑D=350mm和卷筒直徑為D=400mm2） 卷筒長度和厚度的計算:(如圖5所示)圖5 雙聯(lián)卷筒尺寸簡圖L雙=2(L0+L1+L2)+L光而L0=(Hmaxm/D0+n)t式中Hmax最大起升高度, Hmax=10m N鋼絲繩安全圈數(shù),使鋼絲繩尾受減小便于固定,通常n=1.53圈;取n=2t繩槽節(jié)距,t=d繩+(24)=12.516.5,取 t=16mmL1、L2空余部分和固定鋼絲繩所需要的長度，取L1L23t L1L248mmD0卷筒的計算直徑(按纏繞鋼絲繩的中心計算)D0=D+d繩=400+12.5=

15、412.5mmL光卷筒左右繩槽之間不刻槽部分長度,根據(jù)鋼繩允許偏角確定L光=L3-2Hmintga2其中L3吊鉤組兩側(cè)滑輪繩槽中心線之間的距離，L3=350mmHmin當?shù)蹉^滑輪組位于上部極限位置時,卷筒軸和滑輪軸之間距離,Hmin=1350mma2卷筒繞出的鋼絲繩分支相對于鉛垂線的允許偏斜角a256度,tga2=tg6=0.1L光350213500.1=80mmL0卷筒半邊的繩槽部分的長度 L0=(100002/3.144152)16 =279mm卷筒長度L雙=2(279+48+48)+80=830mm取L雙=850mm,卷筒材料采用HT200,其壁厚可按經(jīng)驗公式確定=0.02D+(610)

16、=0.02500+8=18 取=22mm卷筒壁壓應(yīng)力驗算: MPa由選用HT200最小抗拉強度b=195MPa許用應(yīng)力y=b/n=130MPaymaxy,故強度滿足要求足夠.3） 卷筒轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)/分5 小車運行機構(gòu)的運算5.1 主要參數(shù)和機構(gòu)布置簡圖起重量在5T至50T范圍內(nèi)的雙梁橋式起重機的小車，一般采用四個車輪風(fēng)支承的小車，其中兩個車輪為主動輪，主動輪由小車運行機構(gòu)集中驅(qū)動。主要參數(shù)： 起重量：主起重Q20噸，副起重Q=5噸 工作制度：中級 JC%25 小車運行速度：30m/min 車輪數(shù)：4個（對面布置） 驅(qū)動形式：集中驅(qū)動運行簡圖如圖6下：1.電動機 2.制動器 3.減速器 4.傳動軸 5

17、.聯(lián)軸器 6.角軸承箱 7.車輪圖6 小車運行機構(gòu)簡圖5.2 輪壓的計算參考同類型規(guī)格相近的起重機，估計小車總重為7.5噸，近似認為由四個車輪平均承受。吊鉤位于小車軌道的縱向?qū)ΨQ軸線上，根據(jù)小車架布置圖偏離，主、從動輪之間的中心線為80mm。根據(jù)起重小車架的平衡方程式，可分別求出主動輪和從動輪的輪壓（如圖7所示）：圖7 計算簡圖主動輪：式中P1主動輪輪壓KT小車輪壓，KT=2400mmP1min=20080N(空載)同理，可得從動輪輪壓P2為：P1min=19920N(空載)5.3 電動機的選擇1）運行阻力的計算1.小車滿載運行時的最大摩擦阻力：式中（Q+G）額定起重量加吊鉤重量（Q+G）=2

18、05000N G架小車自重，G架75000N K滾動摩擦糸數(shù)，K=0.05軸承摩擦阻力糸數(shù)，=0.015K附附加摩擦阻力糸數(shù)，K附1.5D輪車輪直徑，D輪350mmd 軸承內(nèi)徑，d=90mm (空載運行時P摩空810N)2小車滿載運行時的最大坡度阻力：P坡滿（G+Q+G架）K坡式中K坡坡度糸數(shù)，K坡0.002P坡滿（205000+7500）0.002560N (空載運行時P坡空160N)3小車滿載運行時的最大靜阻力P靜滿=P摩滿+P坡滿=2820+560=3380N（P靜空810+160970N）2）選擇電動機，確定減速器1滿載運行時電動機的靜功率：式中：P靜滿小車滿載運行時的靜阻力，P靜滿3

19、380N V小車小車運行速度，V小車30m/min 小車運行機構(gòu)傳動效率，0.9 m電動機個數(shù)，m12.選擇電動機N=K電N靜式中：K電電動機起動時為克服慣性的功率增大糸數(shù)，取K電1.2（起重機設(shè)計手冊表96）N=1.21.84=2.20kw查電動機產(chǎn)品目錄（附錄28）選擇JZR211-6電動機，功率N=2.2kw轉(zhuǎn)速n=900r/min,轉(zhuǎn)子飛輪矩，GD電2=0.1kg/m2最大扭矩倍數(shù)3.05.3.確定減速器減速器的傳動比：式中：V小車小車運行速度，V小車30m/min N電動機轉(zhuǎn)速，N=900r/min D輪小車車輪直徑，D輪0.35m 所以，起動時的慣性力：式中：a平滿小車滿載起動時的

20、平均加速度，取a平滿0.1m/s2(參見起重機運輸機械計算表32，中國鐵道出版社，1982出版)起動時期減速器輸入功率：根據(jù)起動時期輸入功率，減速比，輸入轉(zhuǎn)速及工作類型產(chǎn)品目錄，選取ZQH35-3CA, i= 33，n=6.5kw（n=1000r/min）；根據(jù)減速器的傳動，計算實際的運行速度：m/min速度偏差：所以，滿足要求通過。4.滿載運行時電動機軸上的靜力矩式中i小車運行機構(gòu)減速器的公稱傳動比，i335.空載運行時電動機軸上的靜力矩3）起動時間與起動平均加速度的驗算式中M平起電動機的平均起動力矩V小車小車運行速度 n電動機轉(zhuǎn)速，n=900r/min K考慮其他傳動飛輪矩影響的糸數(shù)，換算

21、到電動機軸上時，取K=1.15 GD2電電動機轉(zhuǎn)子飛輪矩，GD2電0.1kgm2 GD2聯(lián)電動機軸上制動輪聯(lián)軸器飛輪矩GD2聯(lián)0.38 kgm2（附錄20）(秒)小車起動時間一般取t起滿46秒,算得t起滿=5秒,合格。平均加速度驗算：為了避免過大的沖擊及物品擺動，應(yīng)使起動加速度a平滿0.2m/s2（見起重運輸機械計算表29）：m/s21.725kw，從計算可知，電動機滿足不發(fā)熱條件。5） 起動時的打滑驗算小車運行機構(gòu)只作空載情況的打滑驗算：式中粘著糸數(shù)，對室內(nèi)作業(yè)的超重機取0.15K粘差安全糸數(shù)，取K=1.05軸承摩擦糸數(shù)，取0.015d軸承內(nèi)徑， d90mmD輪車徑直徑，D輪35mmM平起電

22、動機的平均起動動力矩（Nm）M平起1.6597502.2900=39.3 NmGD2電電動機轉(zhuǎn)子的飛輪矩，GD2電0.1kg/m2GD2聯(lián)電動機軸上帶制動輪聯(lián)軸器的飛輪矩，GD2聯(lián)0.38 kg/m2K考慮其它傳動飛輪矩影響的糸數(shù)，換算到電動機軸上時取K=1.15 a平空小車空載起動時的平均加速度，取A平空0.54m/s2(參見起重機運輸機械計算表32) R驅(qū)min空載時的驅(qū)動輪輪壓之和，按空載平均輪壓計算公式左邊：公式右邊：由上結(jié)果可知，滿足要求，所以空載起動時不會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。5.4 制動器的選擇為了避免制動時行輪在鋼軌上的滑移現(xiàn)象，必須控制適當?shù)臏p速度，并按空載情況進行制動力矩的計算和選

23、擇制動器，最后進行滿載制動驗算。1) 容許制動減速度a制空的確定：對粘著糸數(shù)0.15的情況下，推薦用a制空0.55m/s22) 空載制動不打滑時，制動軸上所需的總制動力矩M總制動式中符號意義同前；3) 換算到制動軸上的空載運行（K附1）靜阻力矩M空（靜制）式中機構(gòu)效率，0.9 K附附加摩擦阻力糸數(shù)，K附1.54)制動器制動力矩M制動器計算M制動器M總制動M空（靜制）362.3=33.7(Nm)查制動器產(chǎn)品目錄（附錄28）選YDWZ200/25型制動器，制動力矩MZ=200Nm，裝配時調(diào)整力矩M制50 Nm5）空載制動的最小制動路程S最小的計算式中V小車容許制動減速度，V小車29.97m/min

24、 a制空容許制動減速度，a制動0.55m/s2 6)滿載制動（在制動力矩M制動器不變時）減速度a制滿式中M總制動36 Nm i=33 G架75000N Q起Q額+G=205000N D輪0.35m K=1.15 GD2電0.1kgm2 GD2聯(lián)0.38 kgm2 n制n電900r/min D輪0.35m V小車29.97m/min7)滿載制動（M制動器不變時）制動路程S滿5.5 減速器強度驗算根據(jù)第類載荷確定減速器承受的最在載荷，驗算減速器輸出上的最大扭矩。為了確定最大計算扭矩，首先要算出換算到減速器從動軸上的電動機最大起動力矩，制動力矩及打滑力矩;電動機最大起動力矩：其中max=3.05 i

25、=33 0.9所以，制動器的制動力矩：打滑力矩：結(jié)果：,所以,減速器額定的輸入扭矩為：減速器輸出軸扭矩為：M出=KM計i減式中，K最大短暫扭矩糸數(shù)，K=5 減減速器的傳動效率，0.96m M出520330.96=3168Nm因為，1620320時，點max240MPa300MPa式中其余符號意義同前一樣；所以，符合要求；5.8 車輪軸的計算1）疲勞計算1軸受純彎曲時的應(yīng)力：式中：L車輪兩個軸承間距，L=200mm2軸受純扭矩時的應(yīng)力： 式中：車輪軸所承受的計算扭矩其中：第一類載荷的動力糸數(shù)W扭抗扭斷面模數(shù)3.彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力全的計算應(yīng)力為：式中：將扭轉(zhuǎn)應(yīng)力換算成彎曲應(yīng)力的糸數(shù)，由于彎曲和扭轉(zhuǎn)

26、均對稱，所以1 彎1對稱循環(huán)時的許用彎曲應(yīng)力，當軸采用45號鋼時其中：K應(yīng)力集中糸數(shù)，K2 N安全糸數(shù)，n=1.4(表122)所以,經(jīng)比較可得出，疲勞計算通過。2 強度計算1.受純彎曲時的計算應(yīng)力： 式中M彎max用最大輪壓（第二類載荷）計算的軸的最大彎矩W彎軸的搞抗彎斷面模數(shù)2.受純扭轉(zhuǎn)時的計算應(yīng)力：式中：M扭max第二類載荷的計算扭矩 W扭抗扭斷面模數(shù)3.彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力合成的計算應(yīng)力因為彎,所以強度計算通過。6 大車運行機構(gòu)的計算6.1 主要參數(shù)和機構(gòu)布置簡圖雙梁橋式起重機的橋梁，起重量在5T至50T范圍內(nèi)一般均由四個車輪支承，其中兩個車輪為主動車輪。考慮到跨度比較大，所以主動車輪由大

27、車運行機構(gòu)分別驅(qū)動。主要參數(shù)： 起重量：主起重Q20噸，副起重Q=5噸 工作制度：中級 JC%25 小車運行速度：40m/min 車輪數(shù)：4個（其中二個驅(qū)動） 驅(qū)動形式：分別驅(qū)動 跨度：34m計算大車總重量（包括小車）：運行簡圖如圖8所示：1.電動機2.制動器3.傳動軸4.高速軸齒輪聯(lián)軸器5.減速器6.低速軸齒輪聯(lián)軸器7.車輪圖8 大車運行機構(gòu)簡圖6.2 輪壓的計算參考同類型規(guī)格相近的起重機，可近似認為至鉤中心線至端梁兩端，從車輪中心線距離相等地，主鉤中心線離端梁中心線最小距離（L1=1.5m）；1） 大車最大輪壓（滿載）式中：G總起重機總重，G總435000N G小車小車自重，G小車7500

28、0N Q起 起升載荷，Q起205000N L橋架跨度，L=34m L1吊鉤中心至端梁中心線的最小距離，L1=1.5m 2)大車最小輪壓（滿載）3 大車最大輪壓（空載）4)大車最小輪壓（空載）6.3 電動機的選擇1）運行阻力的計算P靜=P坡+P坡式中：P靜起重機運行靜阻力（N） P摩起重機運行摩擦阻力（N） P坡起重機在有坡度的軌道上運行時須克服的由起重機重量分力引起的阻力（N）1.起重機滿載運行時的最大摩擦阻力：式中：G總起重機總重，G總435000N Q起起升載荷重量，Q起205000N K滾動摩擦糸數(shù)，K=0.09軸承摩擦阻力糸數(shù)，0.02K附附加摩擦阻力糸數(shù)，K附1.5D輪車輪直徑，D輪

29、700mmd軸承內(nèi)徑，d=120mm2起重機滿載運行時的最大坡度阻力：P坡滿（Q起+G總）K坡式中：K坡坡度糸數(shù)，K坡0.001P坡滿（435000+205000）0.001=640N3小車滿載運行時的最大靜阻力P靜滿=P摩滿+P坡滿=5760+640=6400N4.起重機空載運行時最大靜阻力式中：G0吊具重量，G05000NP摩空=(435000+5000)0.006=2640N5.起重機空載運行時坡度阻力6.起重機空載運行時靜阻力P靜空=P摩空+P坡空=2640+440=3080N2）選擇電動機，確定減速器1滿載運行時電動機的靜功率：式中：P靜滿大車滿載運行時的靜阻力，P靜滿6400N V

30、大車大車運行速度，V大車40m/min 大車運行機構(gòu)傳動效率，0.95 m電動機個數(shù)，m22.選擇電動機 N=K電N靜式中：K電電動機起動時為克服慣性的功率增大糸數(shù)，當取K電1.2（起重機設(shè)計手冊表96）N=22.2=4.4kw查電動機產(chǎn)品目錄（附錄28）選擇JZR221-6電動機，功率N=5.0kw轉(zhuǎn)速n=920r/min,轉(zhuǎn)子飛輪矩GD電2=0.225kg/m2,最大扭矩倍數(shù)=2.93.確定減速器減速器的傳動比：式中：V大車大車運行速度，V大車40m/min N電動機轉(zhuǎn)速，N=920r/min D輪 大車車輪直徑，D輪0.7m 所以，起動時的慣性力：式中：a平滿小車滿載起動時的平均加速度，

31、取a平滿0.1m/s2(參見起重機運輸機械計算表32，中國鐵道出版社，1982出版)起動時期減速器輸入功率：根據(jù)起動時期輸入功率，減速比，輸入轉(zhuǎn)速及工作類型產(chǎn)品目錄，選取ZQH20-3CA, i=50，允許輸入功率n=5kw（n=1000r/min）；根據(jù)減速器的傳動，計算實際的運行速度：m/min速度偏差：所以，滿足要求通過。4.滿載運行時電動機軸上的靜力矩式中i大車運行機構(gòu)減速器的公稱傳動比，i503）起動時間與起動平均加速度的驗算式中M平起電動機的平均起動力矩 V大車大車運行速度，V大車=4060=0.67m/s n 電動機轉(zhuǎn)速，n=920r/min K考慮其他傳動飛輪矩影響的糸數(shù)，換算

32、到電動機軸上時，取K=1.15 GD2電電動機轉(zhuǎn)子飛輪矩，GD2電0.225kgm2 GD2聯(lián)電動機軸上制動輪聯(lián)軸器的飛輪矩GD2聯(lián)0.42+0.20.655kgm2（附錄20）(秒)對于大車起動時間一般取t起滿810秒,算得t起滿=2.9秒,合格。平均加速度驗算：為了避免過大的沖擊及物品擺動，應(yīng)使起動加速度a平滿0.4m/s2（見起重運輸機械計算表29）：m/s22.06kw，從計算可知，電動機滿足不發(fā)熱條件。5）起動時的打滑驗算為了使起重機運行進可靠起動，對驅(qū)動輪應(yīng)做起動時的打滑驗算：式中粘著糸數(shù)，對室內(nèi)作業(yè)的超重機取0.15K粘差安全糸數(shù)，取K=1.125軸承摩擦糸數(shù)，取0.015d軸承

33、內(nèi)徑， d120mmD輪車徑直徑，D輪700mmM平起驗算打滑一側(cè)電動機平均起動力矩（Nm）,取M平起=87.4 NmGD2電電動機轉(zhuǎn)子的飛輪矩，GD2電0.225kg/m2GD2聯(lián)電動機軸上帶制動輪聯(lián)軸器的飛輪矩，GD2聯(lián)0.665 kg/m2K考慮其它傳動飛輪矩影響的糸數(shù)，換算到電動機軸上時取K=1.15 a平空大車空載起動時的平均加速度，取a平空0.2m/s2(參見起重機輸機械計算表32) R驅(qū)min驅(qū)動輪最小輪壓，R驅(qū)min=91760N公式左邊：公式右邊：由上結(jié)果可知，滿足要求，所以最小輪壓處不會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。6.4 制動器的選擇為了避免制動時行輪在鋼軌上的滑移現(xiàn)象，必須控制適當?shù)臏p

34、速度，并按空載情況進行制動力矩的計算和選擇制動器，最后進行滿載制動驗算。1)容許制動減速度a制空的確定：對粘著糸數(shù)0.15，G主動輪壓G小車12的情況下，推薦用最大制動減速度a制空0.55m/s22）空載制動不打滑時，制動軸上所需的總制動力矩M總制動式中符號意義同前；3)換算到制動軸上的空載運行（K附1）靜阻力矩M空（靜制）式中 機構(gòu)效率，0.95 K附附加摩擦阻力糸數(shù)，K附1.54)制動器制動力矩M制動器計算M制動器M總制動M空（靜制）17410.3=163.7(Nm)查制動器產(chǎn)品目錄（附錄18）選YDWZ200/25型制動器，制動力矩MZ=200Nm;5）空載制動的最小制動路程S最小的計算

35、式中V大車容許制動減速度，V大車40m/min a制空容許制動減速度，a制動0.55m/s26)滿載制動（在制動力矩M制動器不變時）減速度a制滿式中M總制動174Nm i=50 G架435000N Q起Q額+G=205000N D輪0.7m K=1.15 GD2電0.225kgm2 GD2聯(lián)0.655 kgm2 n制n電920r/min V大車40m/min7)滿載制動（M制動器不變時）制動路程S滿6.5 減速器強度驗算根據(jù)第類載荷確定減速器承受的最在載荷，驗算減速器輸出上的最大扭矩。為了確定最大計算扭矩，首先要算出換算到減速器從動軸上的電動機最大起動力矩，制動力矩及打滑力矩;電動機最大起動力

36、矩：其中max=3 i=50 0.95所以，制動器制動力矩:打滑力矩：結(jié)果：，所以,減速器額定的輸入扭矩為：減速器輸出軸扭矩為：M出=KM入i減式中，K 最大短暫扭矩糸數(shù)，K=56 減減速器的傳動效率，0.95 M出553500.95=12590Nm因為，77800320時，點max240MPa300MPa式中其余符號意義同前一樣；所以，符合要求；6.8 車輪軸的計算1）疲勞計算1軸受純彎曲時的應(yīng)力：式中：L車輪兩個軸承間距，L=200mm2軸受純扭矩時的應(yīng)力：式中：車輪軸所承受的計算扭矩其中：第一類載荷的動力糸數(shù)W扭抗扭斷面模數(shù)3.彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力全的計算應(yīng)力為：式中：將扭轉(zhuǎn)應(yīng)力換算成彎曲

37、應(yīng)力的糸數(shù)，由于彎曲和扭轉(zhuǎn)均對稱，所以1 彎1對稱循環(huán)時的許用彎曲應(yīng)力，當軸采用45號鋼時其中：K應(yīng)力集中糸數(shù)，K2 n安全糸數(shù)，n=1.4(表122)所以，經(jīng)比較可得出，疲勞計算通過。2)強度計算1.受純彎曲時的計算應(yīng)力：式中M彎max用最大輪壓（第二類載荷）計算的軸的最大彎矩W彎軸的搞抗彎斷面模數(shù)2.受純扭轉(zhuǎn)時的計算應(yīng)力：式中：M扭max第二類載荷的計算扭矩 W扭抗扭斷面模數(shù)3.彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力合成的計算應(yīng)力因為彎,所以強度計算通過。附表:設(shè)計的主要數(shù)據(jù)主起升機構(gòu)副起升機構(gòu)滑輪組倍率4滑輪組倍率2鋼絲繩所受力Smax=2615kg鋼絲繩所受力Smax=1287.8kg選用的鋼絲繩619-

38、17-170-1選用的鋼絲繩619-12.5-155-1鋼絲繩直徑D繩=17mm鋼絲繩直徑D繩=12.5mm卷筒直徑D=500mm卷筒直徑D=400mm滑輪直徑D滑=500mm滑輪直徑D滑=350mm卷筒長度L雙=1300卷筒長度L雙=850繩槽節(jié)距t=20mm繩槽節(jié)距t=16mm卷筒厚度=22mm卷筒厚度=18mm起升靜功率N靜=58.89kw起升靜功率N靜=15.45kw選用電動機TZR263-10選用電動機TZR2-42-8電動機功率N=60kw電動機功率N=16kw電動機轉(zhuǎn)速n=580m/min電動機轉(zhuǎn)速n=710m/min減速器ZQH75-3CA減速器ZQ-500-4CA傳動比16傳

39、動比23.34所選制動器JCZ-400/45C所選制動器JWZ-300所選聯(lián)軸器CL5所選聯(lián)軸器CL3起動時間t起=1.26(s)起動時間t起=0.752(s)制動時間t制=0.58(s)制動時間t制=0.29(s)實際起升速度V實際=14.8m/min實際起升速度V實際=14.8m/min起升速度偏差V=7.5%起升速度偏差V=1.5%小車運行機構(gòu)大車運行機構(gòu)滿載主動輪壓Pmax=73420N滿載最大輪壓P滿max=223820N空載主動輪壓Pmin=20080N空載最大輪壓P空max=128240N滿載從動輪壓Pmax=60580N滿載最小輪壓Pmin=96180N空載從動輪壓Pmin=19920N空載最小輪壓Pmin=91760N滿載運行摩擦力P摩滿=2820N滿載運行摩擦力P摩滿=5760N空載運行摩擦力P摩空=810N空載運行摩擦力P摩空=2640N最大坡度阻力P坡滿=560N最大坡度阻力P坡滿=640N滿載運行總阻力P靜滿=3380N滿載運行總阻力P靜滿=6400N空載運行總阻力P靜空=970N空載運行總阻力P靜空=3080N選用電動機JZR211-6選用電動機JZR221-6電動機功率N=2.2kw電動機功率N=5kw電動機轉(zhuǎn)速n=900m/min電動機轉(zhuǎn)速n=920m/min減速器ZQH35-3CA減速器ZQH20傳動比33傳動比50所選制動器YDWZ-200/